特表 2024-506154 加熱組立体及びそれを含むエアロゾル生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-09

(54)【発明の名称】加熱組立体及びそれを含むエアロゾル生成装置

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/465 20200101AFI20240202BHJP

   A24F 40/20 20200101ALI20240202BHJP

   H05B 6/10 20060101ALI20240202BHJP

   H05B 6/36 20060101ALI20240202BHJP

【ＦＩ】

A24F40/465

A24F40/20

H05B6/10 371

H05B6/36 E

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023547298

(86)(22)【出願日】2022-10-26

(85)【翻訳文提出日】2023-08-03

(86)【国際出願番号】 KR2022016446

(87)【国際公開番号】W WO2023075401

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】10-2021-0143730

(32)【優先日】2021-10-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519217032

【氏名又は名称】ケーティー アンド ジー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ソ、チャン ウォン

(72)【発明者】

【氏名】チュン、チン チュル

(72)【発明者】

【氏名】チャン、チュル ホ

(72)【発明者】

【氏名】コ、キョン ミン

(72)【発明者】

【氏名】ペ、ヒョン チン

(72)【発明者】

【氏名】チョン、チョン ソン

【テーマコード（参考）】

3K059

4B162

【Ｆターム（参考）】

3K059AA08

3K059AB23

3K059CD52

4B162AA03

4B162AA22

4B162AB12

4B162AB22

4B162AC10

4B162AC12

4B162AC22

(57)【要約】

エアロゾル生成物品の少なくとも一部を収容する収容空間及び収容空間の外部に配置されて誘導磁場を発生させる少なくとも１つの螺旋形コイルを含む加熱組立体を含むエアロゾル生成装置が提供される。螺旋形コイルは、収容空間の円周方向に沿って湾曲された板状であり、螺旋形コイルが巻かれる中心は、収容空間の外面に配置される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サセプタを含むエアロゾル生成物品を加熱するためのエアロゾル生成装置において、
前記エアロゾル生成物品の少なくとも一部を収容する収容空間、及び前記収容空間の外部に配置されて誘導磁場を発生させる少なくとも１つの螺旋形コイルを含む加熱組立体を含み、
前記螺旋形コイルは、前記収容空間の円周方向に沿って湾曲された板状であり、前記螺旋形コイルが巻かれる中心は、前記収容空間の外面に配置される、エアロゾル生成装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つの螺旋形コイルは、互いに電気的に連結された複数個の螺旋形コイルを含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項3】

前記エアロゾル生成物品が前記収容空間に挿入されるとき、前記エアロゾル生成物品と前記螺旋形コイルとの間に配置される断熱部をさらに含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項4】

前記収容空間に挿入された前記エアロゾル生成物品と前記断熱部は、互いに離隔される、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項5】

前記螺旋形コイルと前記断熱部は、互いに離隔される、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項6】

前記断熱部は、複数の中空状ビード(bead)を含む、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項7】

前記中空状ビードは、シリカ、アルミナ、ガラスバブル(glass bubble)、及びパーライトからなる群から選択された１種以上のセラミック物質を含む、請求項６に記載のエアロゾル生成装置。

【請求項8】

サセプタを含むエアロゾル生成物品を加熱する加熱組立体において、
前記エアロゾル生成物品の少なくとも一部を収容する収容空間と、
前記収容空間の外部に配置されて誘導磁場を発生させる少なくとも１つの螺旋形コイルと、を含み、
前記螺旋形コイルは、前記収容空間の円周方向に沿って湾曲された板状であり、前記螺旋形コイルが巻かれる中心は、前記収容空間の外面に配置される、加熱組立体。

【請求項9】

前記少なくとも１つの螺旋形コイルは、互いに電気的に連結された複数個の螺旋形コイルを含む、請求項８に記載の加熱組立体。

【請求項10】

前記エアロゾル生成物品が前記収容空間に挿入されるとき、前記エアロゾル生成物品と前記螺旋形コイルとの間に配置される断熱部をさらに含む、請求項８に記載の加熱組立体。

【請求項11】

前記収容空間に挿入されるとき、前記エアロゾル生成物品と前記断熱部は、互いに離隔される、請求項１０に記載の加熱組立体。

【請求項12】

前記螺旋形コイルと前記断熱部は、互いに離隔される、請求項１０に記載の加熱組立体。

【請求項13】

前記断熱部は、複数の中空状ビードを含む、請求項１０に記載の加熱組立体。

【請求項14】

前記中空状ビードは、シリカ、アルミナ、ガラスバブル、及びパーライトからなる群から選択された１種以上のセラミック物質を含む、請求項１３に記載の加熱組立体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱組立体及びそれを含むエアロゾル生成装置に係り、さらに詳細には、エアロゾル生成物品に含まれたサセプタを効率的に加熱することができる加熱組立体及びそれを含むエアロゾル生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、一般的なシガレットの短所を克服する代替方法に係わる需要が増加している。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではないエアロゾル生成物質を加熱させてエアロゾルを生成させる方法に関する需要が増加している。これにより、加熱式エアロゾル生成装置に係わる研究が活発に進められている。

【0003】

エアロゾル生成装置がエアロゾル生成物品を加熱する方式は、電気抵抗加熱方式と誘導加熱方式とに分類されうる。誘導加熱方式のエアロゾル生成装置の場合、エアロゾル生成物品の周囲または内部に外部磁場によって発熱するサセプタが配置され、コイルによって磁場が誘導されてサセプタが熱を生成する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の誘導加熱式エアロゾル生成装置は、サセプタ及びコイルを含み、サセプタがコイルで発生する磁場によって加熱されることで、エアロゾル生成物品に熱エネルギーを伝達する。

【0005】

最近、エアロゾル生成装置に別途のサセプタを配置せず、エアロゾル生成物品に含まれたサセプタを加熱する方式が活発に研究されている。しかし、従来の誘導加熱式エアロゾル生成装置に使用されるコイルの形状は、エアロゾル生成物品に含まれたサセプタを加熱するのに適しておらず、エアロゾル生成物品を効率的に加熱することができない問題がある。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、エアロゾル生成物品に含まれたサセプタを効率的に加熱することができる加熱組立体及びそれを含むエアロゾル生成装置を提供することである。

【0007】

実施例を介して解決しようとする課題が上述した課題に制限されるものではなく、言及されていない課題は、本明細書及び添付図面から実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一実施例に係るサセプタを含むエアロゾル生成物品を加熱するためのエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物品の少なくとも一部を収容する収容空間、及び収容空間の外部に配置されて誘導磁場を発生させる少なくとも１つの螺旋形コイルを含む加熱組立体を含み、螺旋形コイルは、収容空間の円周方向に沿って湾曲された板状であり、螺旋形コイルが巻かれる中心は、収容空間の外面に配置される。

【0009】

他の実施例に係るサセプタを含むエアロゾル生成物品を加熱する加熱組立体は、エアロゾル生成物品の少なくとも一部を収容する収容空間、及び収容空間の外部に配置されて誘導磁場を発生させる少なくとも１つの螺旋形コイルを含み、螺旋形コイルは、収容空間の円周方向に沿って湾曲された板状であり、螺旋形コイルが巻かれる中心は、収容空間の外面に配置される。

【0010】

課題の解決手段は、上述したところに制限されず、本明細書全体において通常の技術者によって類推されうる事項をいずれも含む。

【発明の効果】

【0011】

実施例に係る加熱組立体及びそれを含むエアロゾル生成装置によれば、エアロゾル発生物品に含まれたサセプタを螺旋形コイルによって誘導される交流磁場によって効率的に加熱することができる。

【0012】

実施例の効果は、上述したところに限定されず、後述する構成から類推可能な効果をいずれも含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施例に係るエアロゾル生成装置にエアロゾル生成物品が挿入された例を概略的に示す断面図である。

【図2】従来のエアロゾル生成装置のコイルを概略的に示す図面である。

【図3】従来のエアロゾル生成装置のコイルによって生成される磁力線の方向を示す図面である。

【図4】一実施例に係るエアロゾル生成装置の螺旋形コイルを概略的に示す図面である。

【図5】一実施例に係るエアロゾル生成装置の螺旋形コイルによって生成される磁力線の方向を示す図面である。

【図6】一実施例に係る加熱組立体の長手方向に対する断面を概略的に示す図面である。

【図7】一実施例に係る加熱組立体の長手方向を横切る方向に沿う断面を概略的に示す図面である。

【図8】一実施例に係る加熱組立体の断熱部を概略的に示す断面図である。

【図9】エアロゾル生成物品の一例を示す図面である。

【図10】一実施例に係るエアロゾル生成装置及び従来のエアロゾル生成装置の加熱性能を比較するための実験結果を示す図面である。

【図11】一実施例に係るエアロゾル生成装置及び従来のエアロゾル生成装置の加熱性能を比較するための実験結果を示す図面である。

【図12】一実施例に係るエアロゾル生成装置及び従来のエアロゾル生成装置の加熱性能を比較するための実験結果を示す図面である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

一実施例に係るサセプタを含むエアロゾル生成物品を加熱するためのエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物品の少なくとも一部を収容する収容空間及び収容空間の外部に配置されて誘導磁場を発生させる少なくとも１つの螺旋形コイルを含む加熱組立体を含み、螺旋形コイルは、収容空間の円周方向に沿って湾曲された板状であり、螺旋形コイルが巻かれる中心は、収容空間の外面に配置される。

【0015】

前記少なくとも１つの螺旋形コイルは、互いに電気的に連結された複数個の螺旋形コイルを含みうる。

【0016】

前記収容空間に挿入された前記エアロゾル生成物品と前記螺旋形コイルとの間に配置される断熱部をさらに含んでもよい。

【0017】

前記収容空間に挿入された前記エアロゾル生成物品と前記断熱部は、互いに離隔されうる。

【0018】

前記螺旋形コイルと前記断熱部は、互いに離隔されうる。

【0019】

前記断熱部は、複数の中空状ビード(bead)を含みうる。

【0020】

前記中空状ビードは、シリカ、アルミナ、ガラスバブル(glass bubble)、及びパーライトからなる群から選択された１種以上のセラミックを含みうる。

【0021】

他の実施例に係るサセプタを含むエアロゾル生成物品を加熱する加熱組立体は、エアロゾル生成物品の少なくとも一部を収容する収容空間、及び収容空間の外部に配置されて誘導磁場を発生させる少なくとも１つの螺旋形コイルを含み、螺旋形コイルは、収容空間の円周方向に沿って湾曲された板状であり、螺旋形コイルが巻かれる中心は、収容空間の外面に配置される。

【0022】

前記少なくとも１つの螺旋形コイルは、互いに電気的に連結された複数個の螺旋形コイルを含みうる。

【0023】

前記収容空間に挿入された前記エアロゾル生成物品と前記螺旋形コイルとの間に配置される断熱部をさらに含んでもよい。

【0024】

前記収容空間に挿入された前記エアロゾル生成物品と前記断熱部は、互いに離隔されうる。

【0025】

前記螺旋形コイルと前記断熱部は、互いに離隔されうる。

【0026】

前記断熱部は、複数の中空状ビードを含みうる。

【0027】

前記中空状ビードは、シリカ、アルミナ、ガラスバブル、及びパーライトからなる群から選択された１種以上のセラミックを含みうる。

【0028】

実施例で使用される用語は、本開示における機能を考慮しながら、可能な限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは、当業者の意図または判例、新たな技術の出現などによっても異なりうる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分で詳細にその意味を記載する。したがって、本開示で使用される用語は、単なる用語の名称ではない、その用語が有する意味と本開示の全般にわたる内容に基づいて定義されねばならない。

【0029】

明細書全体においてある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「－部」、「－モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、ハードウェアとソフトウェアとの結合によって具現されうる。

【0030】

また、本明細書で使用される「第１」または「第２」のように序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するのに使用することができるが、構成要素が用語によって限定されてはならない。用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。

【0031】

明細書全体において、「エアロゾル発生装置」は、ユーザの口を介してユーザの肺に直接吸入可能なエアロゾルを発生させるために、エアロゾル生成物質を用いてエアロゾルを生成する装置でもある。

【0032】

明細書全体において、「エアロゾル発生物品」は、喫煙に用いられる物品を意味する。例えば、エアロゾル発生物品は、点火されて燃焼される方式で用いられる一般燃焼式シガレットでもあり、または、エアロゾル発生装置によって加熱される方式で用いられる加熱式シガレットでもある。他の例示として、エアロゾル発生物品は、カートリッジに含有された液状が加熱される方式で用いられる物品でもある。以下、添付図面に基づいて本開示の実施例について本開示が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本開示は、様々な異なる形態にも具現され、ここで説明する実施例に限定されない。

【0033】

以下、図面を参照して実施例を詳細に説明する。

【0034】

図１は、一実施例に係るエアロゾル生成装置１００にエアロゾル生成物品２００が挿入された例を概略的に示す断面図である。図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１００は、バッテリ１１０、制御部１２０、及び加熱組立体１３０を含む。但し、実施例がそれに制限されるものではなく、図１に図示される要素以外に、他の要素がエアロゾル生成装置１００にさらに含まれうる。エアロゾル生成装置１００の設計によって、バッテリ１１０、制御部１２０、及び加熱組立体１３０の配置は変更されうる。

【0035】

バッテリ１１０は、エアロゾル生成装置１００の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１０は、加熱組立体１３０に交流電流が印加されるように電力を供給し、制御部１２０の動作に必要な電力を供給することができる。また、バッテリ１１０は、エアロゾル生成装置１００に設けられたディスプレイ、センサー、モータなどの動作に必要な電力を供給することができる。

【0036】

制御部１２０は、エアロゾル生成装置１００の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部１２０は、バッテリ１１０及び加熱組立体１３０のみならず、エアロゾル生成装置１００に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部１２０は、エアロゾル生成装置１００の構成要素のそれぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１００が動作可能な状態であるか否かを判断することもできる。

【0037】

制御部１２０は、少なくとも１つのプロセッサを含みうる。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイとしても具現され、汎用的なマイクロプロセッサと該マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組合わせによっても具現される。また、他の形態のハードウェアによっても具現されるということを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解するであろう。

【0038】

エアロゾル生成装置１００は、誘導加熱(induction heating)方式でエアロゾル生成物品２００を加熱することで、エアロゾルを生成することができる。誘導加熱方式は交番磁場を印加して磁性体から熱を生成する方式を意味する。

【0039】

磁性体に交番磁場が印加される場合、磁性体には、渦流損(eddy current loss)及びヒステリシス損(hysteresis loss)によるエネルギー損が発生してしまう。損失されるエネルギーは、熱エネルギーとして磁性体から放出される。交番磁場の振幅または周波数が大きいほど、磁性体から多くの熱エネルギーが放出される。

【0040】

加熱組立体１３０は、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂ、収容空間１３２、及び断熱部１３３を含みうる。収容空間１３２は、エアロゾル生成物品２００の少なくとも一部を収容することができる。収容空間１３２は、エアロゾル生成物品２００をエアロゾル生成装置１００に収容するための開口を含みうる。収容空間１３２の開口は、エアロゾル生成装置１００の外部に向かって開放されうる。エアロゾル生成物品２００は、収容空間１３２の開口を介して加熱組立体１３０に挿入されうる。

【0041】

加熱組立体１３０は、収容空間１３２に挿入されたエアロゾル生成物品２００を加熱することができる。具体的に、加熱組立体１３０の螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂが磁場を発生させる場合、エアロゾル生成物品２００に含まれたサセプタが発熱することで、エアロゾル生成物品２００が加熱されうる。エアロゾル生成物品２００に係る詳細な説明は、図９を参照して後述する。

【0042】

断熱部１３３は、収容空間１３２に挿入されたエアロゾル生成物品２００と螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂとの間に配置され、エアロゾル生成物品２００で生成された熱が外部に移動することを遮断する。断熱部１３３は、収容空間１３２の少なくとも一部を取り囲む筒状でもある。例えば、断熱部１３３は、エアロゾル生成物品２００の形状に対応する円筒状でもある。

【0043】

断熱部１３３は、エアロゾル生成物品２００のサセプタで発生した熱をエアロゾル生成物品２００に集中させることで、加熱組立体１３０の加熱効率を向上させうる。のみならず、断熱部１３３は、エアロゾル生成装置１００の予熱時間を縮めさせ、消費電力も減少させうる。

【0044】

螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂは、収容空間１３２の周囲に配置されて誘導磁場を発生させうる。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂは、バッテリ１１０から電力を供給されうる。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂに電力が供給されることにより、収容空間１３２の内部に磁場が形成されうる。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂに交流電流が印加される場合、収容空間１３２の内部に形成される磁場の方向は周期的に変わる。サセプタがコイルによって形成された磁場に露出されれば、サセプタが発熱しうる。

【0045】

螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂによって形成された磁場の振幅または周波数変化によって加熱されるサセプタの温度が変わりうる。制御部１２０は、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂに供給される電力を制御して螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂによって形成される交番磁場の振幅または周波数を調整し、それにより、サセプタの温度が制御されうる。

【0046】

一例示として、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂは、銅を含むが、これに限定されない。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂは、低い比抵抗を有することで、高い電流が流れるように、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、亜鉛（Ｚｎ）、及びニッケル（Ｎｉ）のうちいずれか１つ、または少なくとも１つを含む合金を含みうる。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂに係る詳細な説明は、図４及び図５を参照して後述する。

【0047】

図２及び図３は、従来の誘導加熱方式のエアロゾル生成装置のコイル３０を示す図面である。図２は、従来の誘導加熱方式のエアロゾル生成装置のコイル３０を概略的に示す図面であり、図３は、従来の誘導加熱方式のエアロゾル生成装置のコイル３０によって生成される磁力線Ｍの方向を示す図面である。

【0048】

図２及び図３を参照すれば、従来の誘導加熱方式のエアロゾル生成装置に含まれるコイル３０は、一般的に導線を緻密で均一に円筒状に長く巻いて作ったソレノイド(solenoid)状に具現される。ソレノイドの内部空間には、エアロゾル生成物品２００が挿入される収容空間が形成されうる。

【0049】

従来の誘導加熱方式のエアロゾル生成装置に含まれるコイル３０は、電流の方向によってソレノイドの内部に磁力線Ｍが出入りする磁場が形成されうる。すなわち、収容空間の長手方向に磁力線Ｍが出入りし、収容されたエアロゾル生成物品２００の内部には、エアロゾル生成物品２００の長手方向に磁力線Ｍが通過しうる。ここで、収容空間の長手方向は、収容空間の長さが延びる方向またはエアロゾル生成物品２００が収容空間に挿入される方向を意味する。同様に、エアロゾル生成物品２００の長手方向は、エアロゾル生成物品２００の長さが延びる方向、またはエアロゾル生成物品２００がエアロゾル生成装置に挿入される方向を意味する。

【0050】

磁力線Ｍがエアロゾル生成物品２００の長手方向にエアロゾル生成物品２００を通過するので、エアロゾル生成物品２００内の磁力線Ｍの密度は低く、それにより、サセプタが十分な熱エネルギーを放出することができない。特に、エアロゾル生成物品２００に含まれたサセプタがエアロゾル生成物品２００を取り囲むシート状である場合、磁力線Ｍがシートの広い面積に磁力線Ｍがほとんど通過しない。これにより、サセプタが十分に加熱されず、エアロゾル生成物品２００を効率的に加熱することができない問題がある。

【0051】

図４及び図５は、一実施例に係るエアロゾル生成装置１００の螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂを説明するための図面である。図４は、一実施例に係るエアロゾル生成装置１００の螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂを概略的に示す図面であり、図５は、一実施例に係るエアロゾル生成装置１００の螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂによって生成される磁力線Ｍの方向を示す図面である。

【0052】

図４及び図５を参照すれば、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂは、収容空間１３２の円周方向に沿って湾曲された板状を有しうる。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの中心（すなわち、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂが巻かれる中心）は、収容空間１３２の外面（すなわち、収容空間１３２によって定義される円筒状の側面）に（またはその上に）配置されうる。すなわち、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの収容空間１３２の長手方向に垂直切断したとき、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの断面は、湾曲された形状（すなわち、円弧状）を有しうる。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂが巻かれる中心軸は、収容空間１３２の長手方向と交差することができる。

【0053】

電流の方向によって、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂは、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂが巻かれる中心近傍の領域を介して磁力線Ｍが出入りする形態の磁場を形成することができる。すなわち、収容空間１３２の長手方向を横切る方向に磁力線Ｍが出入りし、収容空間１３２に挿入されたエアロゾル生成物品２００の内部には、エアロゾル生成物品２００の長手方向を横切る方向に磁力線Ｍが通過することができる。

【0054】

従来の誘導加熱方式のエアロゾル生成装置に含まれるコイルと異なり、磁力線Ｍの方向がエアロゾル生成物品２００の長手方向を横切る方向を有するので、エアロゾル生成物品２００に含まれたサセプタを通過する磁力線Ｍの密度は増加し、これにより、サセプタの加熱効率が向上しうる。特に、エアロゾル生成物品２００に含まれたサセプタがエアロゾル生成物品２００を取り囲むシート状である場合、磁力線Ｍがシートの広い面積を通過するので、サセプタが十分に高い温度に加熱されうる。

【0055】

螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂは、複数個が配置されうる。図４及び図５に図示されたように、第１螺旋形コイル１３１ａ及び第２螺旋形コイル１３１ｂを含む２個の螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂが配置されうる。第１螺旋形コイル１３１ａ及び第２螺旋形コイル１３１ｂは、同一サイズと形状を有し、収容空間１３２の中心軸を基準に対称に配置されうる。

【0056】

第１螺旋形コイル１３１ａ及び第２螺旋形コイル１３１ｂは、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの中心軸方向から見たとき、円形を有しうる。しかし、それに制限されるものではなく、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの個数、大きさ及び形状は、必要によって変形されうる。例えば、螺旋形コイルは、螺旋形コイルの中心軸方向から見たとき、方形を有し、４個の螺旋形コイルが互いに同じ間隔で離隔されて配置されうる。

【0057】

前述したように、磁力線Ｍは、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの中心近傍を介して収容空間１３２の長手方向と交差する方向に収容空間１３２に出入りする。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの中心で磁束密度が高いので、エアロゾル生成物品２００のうち、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの中心と隣接した部分は、相対的に高い温度に加熱されうる。このように複数個の螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂを配置する場合、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの中心が収容空間１３２の外面に複数の地点に配置されるので、収容空間１３２に収容されるエアロゾル生成物品２００が均一に加熱されうる。

【0058】

螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂは、互いに電気的に連結されるように複数個が配置されうる。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂが複数個配置される場合、複数個の螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂで生成される磁場の方向が交差して磁場の強度が相殺されないように、それぞれの螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂに印加される交流電流の方向を精密に制御することが要求される。しかし、複数個の螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂが電気的に連結される場合、複数の螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂに交流電流が同じ方向に流れるので、別途の制御が要求されない。

【0059】

以下、図６及び図７を参照して、加熱組立体１３０についてさらに詳細に説明する。

【0060】

図６及び図７は、一実施例に係る加熱組立体１３０の断面図である。図６は、一実施例に係る加熱組立体１３０の長手方向に切断した断面を概略的に示す図面であり、図７は、一実施例に係る加熱組立体１３０の長手方向に垂直切断した断面を概略的に示す図面である。ここで、加熱組立体１３０の長手方向は、加熱組立体１３０の長さが延びる方向を意味する。また、加熱組立体１３０の収容空間１３２にエアロゾル生成物品２００が挿入される方向を意味しうる。

【0061】

図６及び図７を参照すれば、収容空間１３２に挿入されたエアロゾル生成物品２００と断熱部１３３は、互いに離隔されうる。エアロゾル生成装置の作動過程でエアロゾル生成物品２００のサセプタでは、高温の熱が生成される。この際、ユーザに不要に熱が伝達されるか、エアロゾル生成装置１００の他の構成要素に損傷を与える。これにより、エアロゾル生成装置１００の使用過程で生成された熱を遮断する必要がある。

【0062】

エアロゾル生成物品２００と断熱部１３３との間に形成された空間には、空気層が形成されるので、エアロゾル生成物品２００のサセプタで生成された熱の移動を遮断する性能が向上しうる。特に、エアロゾル生成物品２００に含まれたサセプタがエアロゾル生成物品２００を取り囲むシート状である場合、サセプタが断熱部１３３と広い面積で密着されるように配置されるために、サセプタで生成された熱によって断熱部１３３が劣化されうる。エアロゾル生成物品２００と断熱部１３３とが離隔されることで、エアロゾル生成物品２００のサセプタで生成された熱が断熱部１３３に直接伝達されることが防止されるので、断熱部１３３の断熱性能が低下することを防止することができる。

【0063】

また、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂと断熱部１３３は、互いに離隔されうる。例えば、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂは、全体として円筒状である断熱部１３３の側面と離隔して配置されうる。螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂと断熱部１３３との間に空気層が形成されるので、断熱性能が向上しうる。さらに、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂに伝達される熱の量が減って螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂの劣化も防止することができる。

【0064】

断熱性能をさらに向上させるために、エアロゾル生成物品２００と断熱部１３３との間、螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂと断熱部１３３との間に真空を形成することができる。

【0065】

断熱部１３３は、セラミック、ガラスファイバなどの断熱性能に優れた断熱材を含みうる。但し、それに制限されるものではなく、エアロゾル生成物品２００のサセプタで発生した熱を遮断することができる断熱材であれば、制限なしに断熱部１３３に含まれうる。以下、図８を参照して、一実施例に係る加熱組立体１３０の断熱部１３３についてさらに詳細に説明する。

【0066】

図８は、一実施例に係る加熱組立体１３０の断熱部１３３を概略的に示す断面図である。

【0067】

図８を参照すれば、断熱部１３３は、内部に中空１３４ａを含む複数の中空状ビード(bead)１３４を含みうる。複数の中空状ビード１３４を含む断熱部１３３は、中空状ビード１３４の内部に存在する多数の中空１３４ａによって断熱効果が向上しうる。

【0068】

中空状ビード１３４は、シリカ、アルミナ、ガラスバブル(glass bubble)、及びパーライトからなる群から選択された１種以上のセラミックを含むが、それに制限されるものではなく、熱伝導性の低い他の素材が使用されうる。

【0069】

具体的に、断熱部１３３は、複数の中空状ビード１３４をパッキング(packing)して形成された構造体を含みうる。例えば、図８に図示されたように、構造体は、複数の中空状ビード１３４を球充填(sphere packing)することで形成されうる。球充填の方式は、例えば、体心立方構造(Body-Centered Cubic; BCC)、面心立方構造(Face-Centered Cubic; FCC)などの構造を形成するように粒子を結合させる方式が含まれるが、それに制限されるものではない。

【0070】

構造体は、複数の中空状ビード１３４をパッキングして焼成することで形成されうる。パッキングされた複数の中空状ビード１３４は、バインダ１３５によって固定されうる。バインダ１３５は、パッキングされた複数の中空状ビード１３４間に形成された空間を補うことで、構造体の耐久性を向上させると共に構造体の断熱性能を向上させうる。バインダ１３５では、耐熱性に優れた高分子が使用され、例えば、ポリイミド(polyimide;PI)でもあるが、それに制限されるものではない。

【0071】

複数の中空状ビード１３４をパッキングして製造された構造体は、構造体の外面に形成された防水膜を含みうる。防水膜は、エアロゾル生成物品２００で生成されて液滴となるエアロゾルが中空状ビード１３４に吸収されることを防止し、構造体の断熱性能が低下する問題を予め防止することができる。また、防水膜は、複数の中空状ビード１３４間の気流を遮断することができるので、断熱性能をさらに向上させうる。

【0072】

防水膜は、例えば、ガラス膜、ポリイミドコーティング膜、撥水コーティング膜またはそれらの組合わせを含みうる。しかし、それに制限されるものではなく、防水（または、防湿）機能を備えた他種の防水膜を用いることもできる。

【0073】

一例として、防水膜は、ガラス膜でもある。構造体は、複数の中空状ビードをパッキングして焼成する１次焼成過程とガラスフリット(frit)を外面に塗布して焼成する２次焼成過程を介して製造されうる。ガラスフリットの融点が多孔性構造体の焼成温度よりも高い場合、２次焼成過程で多孔性構造体の外面が溶融される現象が発生するので、１次焼成過程の焼成温度よりも低い融点を有するガラスフリットを用いることが望ましい。例えば、１次焼成過程の焼成温度は、８００℃以上であり、ガラスフリットの融点は、６００℃～８００℃でもある。

【0074】

構造体の優れた断熱性能と製造容易性を確保するために、中空状ビード１３４の直径は、７５μｍ～５００μｍでもある。望ましくは、中空状ビード１３４の直径は、１００μｍ～４５０μｍ、１５０μｍ～４５０μｍ、または１５０μｍ～４００μｍでもある。もし、中空状ビード１３４の直径は、７５μｍ以上であることが望ましいが、中空状ビード１３４の直径が大きくなるほど、内部の中空１３４ａの直径も増加して構造体の断熱性能が向上するためである。また、中空状ビード１３４の直径は、５００μｍ以下であることが望ましいが、中空状ビード１３４のサイズが大きくなるほど、表面の屈曲が大きくなり、均一な厚さの防水膜を形成することが難しく、防水膜の耐久性が低下してしまうからである。

【0075】

複数の中空状ビード１３４を含む構造体が全体領域で均一な断熱性能を有するために、複数の中空状ビード１３４の直径分布は、平均直径対比で３０％以内の誤差範囲を有する。望ましくは、複数の中空状ビード１３４の直径分布は、２５％、２３％、または２１％以内の誤差範囲を有する。さらに望ましくは、複数の中空状ビード１３４の直径分布は、２０％、１８％、１６％、１４％、１２％、または１０％以内の誤差範囲を有する。さらに望ましくは、複数の中空状ビード１３４の直径分布は、８％、６％または５％以内の誤差範囲を有する。

【0076】

一実施例において、第１サイズの中空状ビード１３４をパッキングして初期構造体を形成し、初期構造体の外面に第２サイズの中空状ビード１３４をパッキングして最終構造体を形成することもできる。ここで、第２サイズは、第１サイズよりも小さい値を有する。その場合、構造体外面の空隙の大きさが小さくなるので、外部の気流を効果的に遮断することができる。また、構造体が中空１３４ａの大きい中空状ビード１３４も含むので、構造体の断熱性能も向上しうる。

【0077】

図９は、エアロゾル生成物品２００の一例を示す図面である。

【0078】

図９を参照すれば、エアロゾル生成物品２００は、タバコロッド２１０及びフィルタロッド２２０を含む。図１０には、フィルタロッド２２０が単一セグメントと図示されているが、それに限定されない。すなわち、フィルタロッド２２０は、複数のセグメントで構成されうる。

【0079】

例えば、フィルタロッド２２０は、エアロゾルを冷却する第１セグメント及びエアロゾル内に含まれた所定の成分をフィルタリングする第２セグメントを含みうる。また、必要によって、フィルタロッド２２０は、他の機能を遂行する少なくとも１つのセグメントをさらに含んでもよい。

【0080】

エアロゾル生成物品２００は、少なくとも１枚のラッパ２４０によって包装されうる。ラッパ２４０には、外部空気が流入されるか、内部気体が流出される少なくとも１つの孔(hole)が形成されうる。一例として、エアロゾル生成物品２００は、１枚のラッパ２４０によって包装されうる。他の例として、エアロゾル生成物品２００は、２枚以上のラッパ２４０によって重畳して包装されうる。例えば、第１ラッパ２４１によってタバコロッド２１０が包装され、ラッパ２４２、２４３、２４４によってフィルタロッド２２０が包装されうる。そして、単一ラッパ２４５によってエアロゾル生成物品２００全体が再包装されうる。もし、フィルタロッド２２０が複数のセグメントからなっていれば、それぞれのセグメントがラッパ２４２、２４３、２４４によって包装されうる。

【0081】

タバコロッド２１０は、エアロゾル生成物質を含む。例えば、エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、及びオレイルアルコールのうち少なくとも１つを含むが、それらに限定されない。また、タバコロッド２１０は、風味剤、湿潤剤及び／または有機酸(organic acid)のような他の添加物質を含んでもよい。また、タバコロッド２１０には、メントールまたは保湿剤などの加香液がタバコロッド２１０に噴射されることで添加されうる。

【0082】

タバコロッド２１０は、多様に作製されうる。例えば、タバコロッド２１０は、シート(sheet)状にも、ストランド(strand)状にも作製されうる。

【0083】

また、タバコロッド２１０は、タバコシートが細かく切られた刻みタバコによって作製されうる。

【0084】

タバコロッド２１０は、磁場によって発熱するサセプタを含みうる。サセプタは、金属または炭素を含みうる。サセプタは、フェライト（ferrite）、強磁性合金（ferromagnetic alloy）、ステンレス鋼（stainles ssteel）及びアルミニウム（Al）のうち、少なくとも１つを含みうる。また、サセプタは、黒鉛(graphite)、モリブデン(molybdenum)、シリコンカーバイド(silicon carbide)、ニオブ(niobium)、ニッケル合金(nickel alloy)、金属フィルム(metal film)、ジルコニア(zirconia)のようなセラミック物質、ニッケル（Ｎｉ）やコバルト（Ｃｏ）のような遷移金属、ホウ素（Ｂ）やリン（Ｐ）のような半金属のうち少なくとも１つを含む。

【0085】

タバコロッド２１０に含まれるサセプタは、多様な形態を有することができる。例えば、サセプタは、シート状を有し、タバコロッド２１０の外部を取り囲む。他の例として、サセプタは、タバコロッド２１０の内部に分散されて配置されるストランドまたは微粒子の形で提供されうる。

【0086】

また、タバコロッド２１０は、熱伝導物質によっても取り囲まれる。例えば、熱伝導物質は、アルミニウム箔のような金属箔でもあるが、それに限定されない。一例として、タバコロッド２１０を取り囲む熱伝導物質は、タバコロッド２１０に伝達される熱を均一に分散させてタバコロッド２１０に加えられる熱伝導率を向上させ、それにより、タバコロッド２１０から生成されるエアロゾルの風味が向上しうる。また、タバコロッド２１０を取り囲む熱伝導物質は、外部磁場によって加熱されるサセプタとしての機能が行える。

【0087】

フィルタロッド２２０は、酢酸セルロースフィルタでもある。一方、フィルタロッド２２０の形状には、制限がない。例えば、フィルタロッド２２０は、円柱状ロッドでもあり、内部に中空を含むチューブ状ロッドでもある。また、フィルタロッド２２０は、リセス状ロッドでもある。もし、フィルタロッド２２０が複数のセグメントで構成された場合、複数のセグメントのうち少なくとも１つが異なる形状にも作製される。

【0088】

フィルタロッド２２０は、香味が発生するようにも作製される。一例として、フィルタロッド２２０に加香液が噴射され、加香液が塗布された別途の繊維がフィルタロッド２２０の内部に挿入されうる。

【0089】

また、フィルタロッド２２０には、少なくとも１つのカプセル２３０が含まれうる。ここで、カプセル２３０は、香味またはエアロゾルを発生させうる。例えば、カプセル２３０は、香料を含む液体を被膜で覆い包む構造でもある。カプセル２３０は、球状または円筒状を有するが、それに制限されない。

【0090】

もし、フィルタロッド２２０にエアロゾルを冷却するセグメントが含まれる場合、冷却セグメントは、高分子物質または生分解性高分子物質によって製造されうる。例えば、冷却セグメントは、純粋なポリ乳酸(polylactic acid)だけで作製されうるが、それに限定されない。または、冷却セグメントは、複数の孔が形成された酢酸セルロースフィルタによって作製されうる。しかし、冷却セグメントは、上述した例に限定されず、エアロゾルが冷却する機能が遂行可能であれば、制限なしに該当しうる。

【0091】

図示されていないが、エアロゾル生成物品２００は、前端プラグをさらに含んでもよい。前端プラグは、タバコロッド２１０において、フィルタロッド２２０に反対となる一側に位置しうる。前端プラグは、タバコロッド２１０の外部への離脱を防止し、タバコロッド２１０から液状化されたエアロゾルがエアロゾル生成装置（図１の１００）に流入されることを防止しうる。

【0092】

実験例．エアロゾル生成装置の加熱性能比較

【0093】

一実施例に係るエアロゾル生成装置及び従来のエアロゾル生成装置の加熱性能を比べるために実験を進めた。

【0094】

実験には、シート状サセプタを含むエアロゾル生成物品が使用され、シート状サセプタでは、アルミニウム箔を使用した。アルミニウム箔は、エアロゾル生成物品のタバコロッドを取り囲むように配置された。図２に図示されたようなソレノイドを含むエアロゾル生成装置（以下、比較例と称する）及び図４に図示されたような螺旋形コイル１３１ａ、１３１ｂを含むエアロゾル生成装置（以下、実施例と称する）を用いてエアロゾル生成物品を加熱し、エアロゾル生成物品のアルミニウム箔の温度変化を経時的に測定した。比較例のソレノイド及び実施例の螺旋形コイルには、同一条件の交流電流を印加した。

【0095】

図１０～図１２は、一実施例に係るエアロゾル生成装置及び従来のエアロゾル生成装置の加熱性能を比べるための実験結果を示す図面である。図１０は、実施例及び比較例によるエアロゾル生成物品のアルミニウム箔の経時的な温度変化グラフを示す。図１１は、実験で加熱された後の比較例によるエアロゾル生成物品の外観を示すイメージであり、図１２は、実験で加熱された後の実施例によるエアロゾル生成物品の外観を示すイメージである。

【0096】

図１０を参照すれば、実施例の場合、エアロゾル生成物品のアルミニウム箔が予熱区間を除いては、約２００℃～２５０℃の温度範囲で加熱された。一方、比較例の場合、エアロゾル生成物品のアルミニウム箔が約５０℃～１００℃以下の温度範囲で加熱されることが確認できた。一般のエアロゾル生成物品に含まれるエアロゾル生成物質（グリセリンなど）が約１４０～２５０℃の気化温度を有する点を考慮すれば、比較例の場合、正常なエアロゾルの生成が困難であるということを確認した。

【0097】

図１１及び図１２を参照すれば、比較例によって加熱されたエアロゾル生成物品は、外観に変化がなかった。一方、実施例によって加熱されたエアロゾル生成物品の場合、アルミニウム箔が位置するラッパの表面に炭化が発生した。これにより、比較例のソレノイドに比べて、実施例の螺旋形コイルがエアロゾル生成物品を効果的に加熱するということを確認した。

【0098】

本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者は、前記記載の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態として具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、開示された方法は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、請求範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての相違点は、本発明に含まれるものと解釈されねばならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】